Xác định một số nguyên tố vi lượng và đất hiếm trong đất trồng cam xã đoài nghi diên nghi lộc nghệ an

Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại học Vinh Cao Thị Thân Mến Xác định số nguyên tố vi lượng đất đất trồng cam xã đoài xã nghi diên huyện nghi lộc tỉnh nghệ an Luận văn thạc sĩ hóa học Vinh, 2007 Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại học Vinh ===  === Cao Thị Thân Mến Xác định số nguyên tố vi lượng đất đất trồng cam xã đoài nghi diên - nghi lộc - nghệ an Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60.44.25 Luận văn thạc sĩ hóa học Người hướng dẫn khoa học: TS nguyễn quốc thắng Vinh, 2007 =  = mục lục Mở đầu Chương 1:Tổng quan 1.1: tầm quan trọng đất số tiêu dinh duỡng đất trồng trọt -1.1.1 tầm quan trọng đất. -1.1.2 số tiêu dinh dưỡng đất. -1 nguyên tố vi lượng chức sinh lý trồng 1.2.1 vai trò chung nguyên tố vi lượng 1.2.2 dạng tồn đồng, kẽm, molipden, mangan đất chức sinh lý chúng trồng -1.2.2.1 nguyên tố đồng -1.2.2.2 nguyên tố kẽm -1.2.2.3 nguyên tố môlipden 1.2.2.4 nguyên tố mangan -1.3: dạng tồn nguyên tố đất đất chức sinh lý chúng trồng -1.4 phương pháp nghiên cứu 1.4.1 phương pháp chung 1.4.2 phương pháp chiết – trắc quang 1.4.3 phưong pháp phổ phát xạ nguyên tử Chương 2: Thực nghiệm - 2.1 Hoá chất dụng cụ máy móc 2.1.1 hoá chất -2.1.2 dụng cụ máy móc,thiết bị thí nghiệm -2.2 thu xử lý mẫu -2.3 quy trình thực nghiệm -2.3.1 pha chế dung dịch cồn cho phân tích -2.3.2 xác định số tiêu chung đất -2 2.3.2.1 tổng khoáng đất 2.3.2.2 độ chua đất theo phương pháp kapper 2.3.2.3 tổng lượng mùn đất phương pháp chiuren 2.3.2.4 dung tích hấp thụ đat bàng phương pháp complexon 2.3.3 xác định hàm lượng di động của: Cu, Zn, Mn, Mo phương pháp trắc quang 2.3.3.1 yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cu, Zn, Mn, Mo - 2.3.3.2 xây dựng đường chuẩn nguyên tố : Cu, Zn, Mn, Mo- 2.3.3.3 phân tích định lượng : Cu, Zn, Mn, Mo mẫu đất 2.3.4 xác định tổng số vi lượng Cu, Zn, Mn, Mo đất đất phương pháp phổ phat xạ nguyên tử 2.4 thảo luận kết -Chương 3: kết luận - phụ lục tài liệu tham khảo Mở đầu Cam Xã Đoài loại ăn đặc sản tỉnh nghệ An Sản phẩm có thương hiệu thị trường nước trồng xã nghi diên- huyện nghi lộc tỉnh nghệ An cho chất lượng hiệu kinh tế cao Điều có nhiều nguyên nhân có yếu tố thổ nhưỡng Trong thổ nhưỡng yếu tố vi lượng đặc biệt ngun tố đất đóng vai trị quan trọng Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng cac nguyên tố vi lượng đất đất trồng cam Xã Đồi - huyện nghi Lộc- tỉnh nghệ An có ýnghĩa khoa học có ý nghĩa thực tế, kết đề tài góp phần vào việc bảo tồn, nhân rộng diện tích trồng cam huyện Nghi Lộc Trong năm gần ,việc nghiên cứu sử dụng nguyên tố vi lượng, đặc biệt nguyên tố đất vào trồng trọt chăn nuôi nhiều nước giới quan tâm Mỹ, Brazin,Ostraylia,Trung quốc, Philippin… kết nghiên cứu theo hướng mang lại số kết tốt việc làm tăng suất chất lượng sản phẩm nơng nghiệp (có loại trồng suất tăng 200%) Nhiều cơng trình nghiên cứu giới chứng minh ảnh hưởng nguyên tố đất đến suất chất lượng trồng Xeri lantan làm tăng trọng lượng chất xanh, suất lượng đường tuyệt đối ăn quả, samari làm tăng phát triển mà tăng hàm lượng đường rõ rệt (tăng 123% so với đối chứng), nguyên tố đất làm tăng phát triển rễ tăng tính kháng bệnh cho trồng Gần đây, quan lượng nguyên tử qc tế (IAEA) tổ chức chủ trì chương trình, dự án hợp tác nghiên cứu thực phẩm triển khai chương trình hợp tác nghiên cứu thời gian 2006-2010 điều tra phân bố nguyên tố vi lượng đất thông qua hợp đồng nghiên cứu (Reseach contracts) Từ đầu năm 1990, nguyên tố đất viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, viện Nông hoá - Thổ nhưỡng số trường Đại học quan tâm nghiên cứu Các kết nghiên cứu thử nghiệm lên số loại trồng vật nuôi cho kết tốt Hiện số tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Lâm Đồng… có đề tài khoa học theo hướng áp dụng cho số ăn đặc sản địa phương Nghệ An vấn đề nghiên cứu ngun tố vi lượng cịn ỏi, đặc biệt nguyên tố đất chưa nghiên cứu Vì chúng tơi chọn đề tài “Xác định số nguyên tố vi luợng đất đất trồng cam xã Đoài-Huyện Nghi Lộc-tỉnh nghệ an” làm nội dung khoa học cho luận văn Cao học thạc sĩ Đề tài đươc đặt cần thiết vừa mang ý nghĩa khoa học cao vừa mang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu thực tế nghệ An, đặc biệt kết đề tài góp phần mở rộng diện tích trồng giống cam quý cam Xã Đồi Thực đề tài chúng tơi giải vấn đề sau: Xác định số tiêu đất trồng như: Tổng mùn, tổng khống, độ chua thuỷ phân, dung tích hấp phụ Xác định hàm lượng di động Cu, Zn, Mn, Mo đất phương pháp trắc quang Xác định tổng lượng Cu, Zn, Mn, Mo số nguyên tố đất phương pháp phổ phát xạ nguyên tử So sánh kết phân tích mẫu cần phân tích mẫu đối chứng Từ rút kết luận, nhận xét cần thiết Chương1: Tổng quan 1.1.Tầm quan trọng đất số tiêu dinh dưỡng đất trồng trọt [6,7, 8, 9, 10, 11, 20, 22, 23] 1.1.1 Tầm quan trọng đất: Đất thể sống có khả sử dụng chất thải, thúc đẩy dinh dưỡng, dự trữ làm nước Đất nơi sinh sống phát triển thực vật, tư liệu sản xuất nông nghiệp Đất không sở sản xuất thực vật mà sở để sản xuất động vật Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất có khả chứa, trao đổi, di chuyển điều hoà chất dinh dưỡng Một loại đất gọi đất tốt phải đảm bảo cho thực vật “ăn no”(cung cấp kịp thời đầy đủ thức ăn), “uống đủ” (chế độ nước tốt) “ở tốt” (chế độ khơng khí, nhiệt độ thích hợp, tơi xốp ) “đứng vững” (rễ mọc sâu rộng) Tuỳ theo loại đất loại hình canh tác, lượng chất dinh dưỡng đất khác 1.1.2 Một số tiêu dinh dưỡng đất 1.1.2.1: Đạm: Nitơ đất, ngồi nguồn gốc từ phân bón cịn nguồn gốc khác tác dụng vi sinh vật cố định đạm, tác dụng đất sét Đạm đất chủ yếu tồn dang hữu (95%- 99%) phần nhỏ dạng vô (NH4+, NO3— chiếm khoảng 1- 5%) Đối với trồng thực vật nói chung, sử dụng đạm dạng khoáng (NH4+, NO3-), dạng nitơ dễ tiêu Do đó, tổng lượng đạm có ý nghĩa dinh dưỡng trực tiếp phân tích đễ đánh giá độ phi nhiêu tiềm tàng đất 1.1.2.2: Lân: Trong đất lân tồn dạng: lân dễ tiêu, lân hữu lân vô Lân hữu phụ thuộc vào lượng mùn hồ tan mơi trường kiềm Lân vơ dạng muối photphat hồ tan mơi trường axít Lân dễ tiêu đất: Di chuyển vào dạng ion dung dịch như: H2PO4-, HPO42-, PO43- Tuỳ vào pH mà hút ion ion Lân đóng vai trị định cường độ trình sinh trưởng, phát triển thể thực vật có vai trị đặc biệt việc suất ăn quả, thiếu lân tỷ lệ đậu kém, chín chậm, lượng axít cao 1.1.2.3: Mùn: Mùn kết phân huỷ xác động, thực vật Mùn yếu tố thường xuyên tác động vào hình thành, phát triển, trì cải tạo độ phì nhiêu đất như: Tham gia biến đổi đá khống; tầng tích tụ làm đất tơi xốp; chống tượng rửa trơi có khả giữ nước cho đất, tổng mùn lớn tính đệm đất cao giúp đất chống chịu thay đổi đột ngột pH đảm bảo phản ưng hố học xảy bình thưịng 1.1.2.4 Canxi magiê trao đổi: Ca2+, Mg2+ ion hai nguyên tố kiềm thổ cần thiết mặt dinh dưỡng, tham gia hoạt động sinh lý, sinh hoá tế bào thực vật, đặc biệt Ca2+, Mg2+ xem chất đệm tham gia vào trình chống lại suy thối việc bón nhiều phân vơ 1.1.2.5 Độ chua: pH yếu tố ảnh hưởng đến tiêu dinh dưỡng đất Nếu phân bón không cân đối không ý đến cải tạo pH ngun nhân làm cho đất bạc màu dẫn đến đất bị thoái hoá làm cho suất trồng bị giảm 1.1.2.6: Các nguyên tố vi lượng : Trong74 ngun tố hố học tìm thấy thể thực vật có 11 ngun tố đa lượng (chiếm 99,95% trọng lượng chất khô), 63 nguyên tố lại vi lượng siêu vi lượng (chiếm 0,05%) Mặc dù tỷ lệ nhỏ ngun tố vi lượng đóng vai trị quan trọng hoạt động sống diễn hàng ngày 1.2 Các nguyên tố vi lượng vai trò sinh lý chúng trồng[6,7,8] 1.2.1: Vai trò chung nguyên tố vi lượng trồng : 1.2.1.1: Mối liên quan nguyên tố vi lượng men Việc nghiên cứu phát mối liên quan khăng khít nguyên tố vi lượng hệ men giúp hiểu rõ chế tác dụng nguyên nhân hoạt tính sinh học mạnh mẽ nhóm nguyên tố này, đồng thời thúc đẩy phát triển mạnh mẽ ngành sinh hoá học Các nghiên cưú cho thấy việc hình thành phức chất men kim loại làm tăng hoạt tính xúc tác kim loại lên gấp bội Ngược lại, kim loại có ảnh hưởng sâu sắc đến hoạt tính xúc tác protein mang men nhóm hoạt động men Nhiều kim loại đồng, kẽm đóng vai trị trực tiếp chun hố hố học q trình chuyển điện tử hệ thống men oxi hoá- khử Chúng thành phần bắt buộc cấu trúc nên nhóm hoạt động phân tử men Trong trường hợp này, nguyên tố vi lượng liên kết cách bền với men có tính chất đặc trưng khơng thể thay kim loại khác, nguời ta thường gọi men men kim loại thật Ví dụ: Cac xytocrom, catalaza, tyrozinaza, lactaza…chứa đồng Ngồi ra, nhiều kim loại tác nhân hoạt hoá không đặc trưng hàng loạt hệ men khác Trong trường hợp kim loại liên kết không bền với men, chúng thường đóng vai trị làm cầu nối nhóm hoạt động men với protein mang men men với nguyên liệu tác động chúng Trong trường hợp khác, việc liên kết với kim loại ảnh hưởng đến độ bền liên kết nguyên liệu, đến việc tăng điện tích, ảnh hưởng đến pH thích hợp men gây tăng nồng độ OH- số điểm giúp trình thuỷ phân nhiều loại chuyển hoá khác diễn dễ dàng Gần người ta thấy số nguyên tố vi lượng trạng thái tự dung dịch có ảnh hưởng kích thích hoạt động men Rất lượng ion tự định mơi trường cần để đảm bảo hình thành phức chất men kim loại có hoạt tính cao 1.2.1.2 ảnh hưởng nguyên tố trình hô hấp Nhiều kết nghiên cứu cho thấy nguyên tố vi lượng có ảnh hưởng mạnh mẽ trình trao đổi chất lượng trung tâm tế bào hô hấp Trước hết, nguyên tố vi lượng tham gia tích cực chặng đường phân huỷ hiếu khí chặng đường phân huỷ yếm khí nguyên liệu hữu Các nguyên tố vi lượng thành phần bắt buộc cấu trúc hệ enzim ơxihố- khử tham gia chuỗi hô hấp (hệ xitocrom chứa Fe,…) Ngun tố vi lượng giúp q trình photphoril hố, oxi hố tạo ATP q trình hơ hấp 1.2.1.3: ảnh hưởng nguyên tố vi lượng đến trình quang hợp Cùng với sắt, nguyên tố vi lượng Mn, Cu, Mo… có tác dụng thúc đẩy trình sinh tổng hợp diệp lục, tác nhân hoạt hoá thành phần cấu trúc enzim tham gia trực tiếp pha sáng pha tối trình quang hợp Các nguyên tố vi lượng ảnh hưởng đến trình tổng hợp carotenoit, đến số lượng kích thích lục lạp Điều đáng ý giới hạn định người ta thường thấy có mối tương quan thuận hàm lượng sắc tố suất trồng Ngoài ra, nhiều nguyên tố Mn, Zn, Cu, Mo…không tham gia tích cực phản ứng pha sáng việc hình thành sản phẩm mà cịn ảnh hưởng mạnh mẽ đến khâu chuyển hoá sau trình tạo nên sản phẩm quang hợp khác Các nhà khoa học phát nhiều nguyên tố vi lượng như: Zn, Cu, Mn, Mo, Bo… có tác dụng thúc đẩy q trình vận chuyển sản phẩm đồng hoá từ xuống quan dự trữ, tạo điều kiện thuận lợi cho trình quang hợp tiếp tục hạn chế cường độ quang hợp gặp điều kiện bất lợi 1.2.1.4: ảnh hưởng nguyên tố vi lượng đến chế độ nước Các nguyên tố vi lượng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến trình hút nước nước, vận chuyển nước ảnh hưởng đến cân nước Các nguyên tố như: B, Mn, Zn, Mg, Cu, Mo… có tác dụng làm tăng khả giữ nuớc, tăng hàm lượng nước liên kết keo mơ Điều có tác dụng liên quan với tác dụng nguyên tố thúc đẩy trình tổng hợp chất ưa nước protein, axit nuclêic…cũng tăng độ ưa nước chúng 1.2.1.5 ảnh hưởng nguyên tố vi luợng đến số q trình chuyển hố Các nhà khoa học nghiên cứu , thống kê kết luận nguyên tố vi lượng có ảnh hưởng đến q trình tổng hợp biến đổi nhóm chất hữu chủ yếu Bởi chắn việc hình thành nên sản phẩm chất đặc biệt sản phẩm đặc sản địa phương có liên quan với hàm lượng tỉ lệ nguyên tố vi lượng đất vùng 38 2.5.2.2: Xây dựng đường chuẩn kẽm Chuẩn bị 10 phễu chiết loại 250ml Dùng pipét cho vào phễu chiết dung dịch Zn2+1Mg/ml tương ứng: 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 3,00; 3,50; 4,00; 4,50; 5,00ml Thêm nước cất hai lần vào phễu để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào phễu giọt metyldacam, tiến hành trung hoà CH3COONa 5% đến thị chuyển sang màu vàng, lại thêm 0,20ml CH 3COONa 5%và 2,00ml dung dịch natrithiosunfat 50%, giữ yên cho tách tướng Chiết dung dịch lần đithizôn 0,02%trong CCl Lần đầu 1,00ml, lần sau 2,00ml, sau lần thêm lắc phễu chiết khoảng phút Toàn lượng phức kẽm đithizônat CCl4 chuyển vào phễu chiết khác chứa 15ml dung dịch NH30,01N, lắc 1-2 phút sau để yên cho phân lớp Chiết phần dung mơi chứa phức kẽm đithizơnat có màu đỏ vào bình định mức 25ml Thêm CCl4 đến vạch mức tiến hành đo mật độ quang bước sóng 535nm; l=1cm dung dịch so sánh CCl Kết thu ghi bảng 11 hình Bảng 11:Kết đo mật độ quang phức kẽm đithizônat 0.9 D 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 C 38 39 Hình2 : Đường chuẩn định lượng kẽm Sau xử lý số liệu thu phương trình đường chuẩn đầy đủ: y= 2.5.2.3: Xây dựng đường chuẩn molipđen Chuẩn bị 10 bình định mức 50ml Dùng pipét cho vào bình thể tích dung dịch chuẩn molipđen có hàm lượng Mg/ml tương ứng tăng dần: 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 3,00; 3,50; 4,00; 4,50; 5,00ml Thêm nươc cất hai lần để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào bình 11ml HCl 22% 3,00ml FeCl Sau cho tiếp vào 15,00ml dung dịch NaF 4%, 5,00ml dung dịch NaNO320%, khuấy đều, thêm nước cất đến vạch tiến hành xử lý bình sau: Chuyển dung dịch từ bình vào phễu chiết, rửa bình vài lần khoảng 2,00 - 3,00ml nước cất Thêm vào phễu chiết 4,00ml KSCN 20%, lắc đều, cho vào phễu 3,00-4,00ml dung dịch SnCl210%, lắc phễu màu đỏ nâu phức sắt thioxianat hồn tồn cho vào phễu chiết 20,00ml dung dịch rượu n-butylic (đã rửa dung dịch thiếc) Để chiết phức molipđenthioxianat cần lắc mạnh phễu chiết phút Để yên cho phân lớp rót lớp nước phía phễu chiết ngồi giữ lại khoảng 1,00ml lớp nước Để loại bỏ phần Fe3+do chuyển từ Fe2+ cần rửa tiếp dung dịch muối thiếc cách cho vào phễu chiết 20,00ml dung dịch muối thiếc pha (2,00mlSnCl2 10% +18ml nước) lắc Sau để yên tách bỏ lớp nước, phần tướng hữu cho vào vào cuvét thuỷ tinh, thêm vào cuvét 1,00ml rưọu C 2H5OH đến giọt SnCl210% khuấy nhẹ dung dịch cuvét đũa thuỷ tinh nhỏ Để khoảng 20-30phút Tiến hành đo mật độ quang với dung dịch so sánh rượu n-butylic không xử lý muối thiếc nước bước sóng 465nm; l=1cm Kết thu ghi bảng 12 hình Bảng 12: Kết đo mật độ quang dung dịch chuẩn molipđen VMo6+ 10 C 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 D 0,043 0,072 0,113 0,147 0,176 0,228 0,272 0,30 0,326 0,375 39 40 Sau xử lý ta có phương trình đường chuẩn đầy đủ là: y = (0,742 +- 0,00055)x+(0,00095+- 0,00176) 0,6 Đường D Hình 0,5 chuẩn xác 0,4 molipđen 3: định 0,3 2.5.2.4: Xây dựng 0,2 đường chuẩn đồng 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 phễu Chuẩn bị 10 C chiết dung tích 250ml thể tích dung dịch chuẩn Cu2+có hàm lượng 1mg/ml theo thứ tự: 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50; 3,00; 3,50; 4,00; 4,50; 5,00ml Thêm nước cất lần vào phễu để thể tích dung dịch phễu 10ml Thêm vào phễu 5,00ml dung dịch amonixitrat 5% giọt phênolphtalein Sau thêm giọt NH vào để trung hồ đến dung dịch có màu hồng nhạt, cho xác 20,00 ml chì đietylđithiocacbaminat CCl4, lắc liên tục 10 phút, sau đẻ yên cho phân lớp Chiết lớp CCl4 chứa phức đồng điêtylđithiocacbaminat có màu vàng qua giây lọc băng trắng vào cuvét thạch anh 1cm Tiến hành đo mật độ quang bước sóng 453nm với dung dịch so sánh CCl4 Kết thu ghi bảng 13 hình Bảng 13:Kết đo mật độ quang phức đồng đietylđithiocacbaminat VCu2+ 10 C 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 D 0,034 0,069 0,176 0,210 0,248 0,275 0,317 0,093 0,140 0,351 40 0.8 D 0.7 41 0.6 0.5 0.4 0.3 Hình 4: Đường chuẩn xác định 0.2 0.1 đồng Sau C 0.2 0.3 lý ta0.9 có phương 0.4 0.5 0.6 0.7xử0.8 trình đường chuẩn đầy đủ: Y=(0,71 +-0,0016)x + (0,0039+-0,00018) 2.6: Phân tích định lượng Cu, Mn, Zn, Mo mẫu đất 2.6.1:Định lượng đồng: a: Nguyên tắc : Bản chất phương pháp đo trắc quang định lượng đồng sử dụng khả tạo phức Cu2+ với thuốc thử điêtylđithiocacbaminat PH=8 lớn Pb2+ Do Cu2+có màu vàng, bị chiết CCl4 Lấy dung dịch để đo mật độ quang ta xác định đươc hàm lượng đồng b: Tiến hành: Cân 25,00g đất khô rây qua rây 1mm, cho vào cốc dung tích 250ml, tẩm ướt nước cất Thêm vào 20,00ml dung dịch HCl(d=1,19) chứa 0,3%H3BO3; 7,00ml HNO3(d=1,4) 10,00ml nước, đun bêp điện yếu bếp cách thuỷ sôi 1giờ 30phút, lắc thêm nước cất để giữ thể tích ban đầu Đun sơi nhẹ 30 phút, thêm nước đến thể tích 70,00ml, đun nóng 60-800C thêm vào 2,00ml gielatin1%, khuấy kỹ, tiếp tục đun 10 phút, lọc nóng qua giấy lọc băng xanh, hứng nước lọc vào bình định mức 250ml, thêm nước cất đến vạch mức Dung dịch bình giữ lại để xác định nguyên tố khác (dung dịch 1) Dùng pipet hút 25,00ml dung dịch cho vào phễu chiết dung tích 100ml, thêm 5,00 mldung dịch amonixitrat 5% giọt phênolphtalein, thêm giọt amoniăc đến xuất màu hồng nhạt, cho vào xác 15,00ml dung dịch chì đietylđithiocacbaminat CCl4, lắc khoảng 15 phút Để yên cho phân lớp, thấy xuất phức màu vàng đồng với đietylđithiocacbaminat CCl Chiết lọc phức vào cuvét thạch anh 1cm Tiến hành đo mật độ quang bước sóng 453 nm Từ mật 41 42 độ quang đường chuẩn ta tính hàm lượng đồng mẫu đất Kết phân tích tính theo cơng thức: m=a/b Trong m: Hàm lượng đồng đất (mg/kg) a: lượng đồng tính theo đường chuẩn (mg) b: khối lượng đất tương ứng với thể tích lấy phân tích (g) Kết phân tích đựoc ghi bảng 14 Bảng 14: Hàm lượng đồng đất cam Xã Đoài –Nghi Diên –Nghi Lộc Mẫu D 10 0,275 0,274 0,273 0,276 0,275 0,275 0,276 0,274 0,274 0,274 mCu Từ kết trên, tính hàm lượng đồng di động trung bình đất Xã Đoài là: 0,577 mg/kg Tiến hành tương tự với mẫu đất Nghi Trung –Nghi Lộc thu hàm lượng đồng trung bình : 0,369 mg/kg 2.6.2 Định lượng kẽm: a: Nguyên tắc: Kẽm tồn chủ yếu dạng khoáng ZnS ZnCO3 Khi dung dịch chiết rút KCl ion Cl- dư tác dụng tạo thành phức chất tan nước: ZnS ZnCO3 + 4Cl- + 4Cl- = {ZnCl4}2- + S2- = {ZnCl4}2- + CO32- Vì kẽm vào dung dịch dạng phức Trong dung dịch loãng, phức tồn chủ yếu dạng {Zn(H2O)6}2+do ion phối tử Cl- bị thay phối tử nước Chiết dung dịch dung dịch đithizon 0,02%trong CCl4, kẽm chuyển phức kẽm đithizonat màu đỏ Đo mật độ quang phức bươc sóng 535nm, cuvetthạch anh có l=1cm B: Tiến hành: 42 43 Hút 5,00ml dung dịch cho vào phễu chiết 50ml, thêm vào giọt thị metyl dacam, trung hoà dung dịch natriaxetat 5% đến dung dịch chuyển sang màu vàng, lại thêm 0,20ml dung dịch natriaxetat 5% 2,00ml dung dịch natrithiosunfat 50% Chiết lần dung dịch đithizon 0,02% CCl 4, lần đầu 1,00ml, lần sau 2,00ml Sau lần chiết, phễu chiết lại lắc máy lắc phút Toàn lượng phức kẽm đithizonat CCl4 chuyển vào phễu chiết khác chứa 15,00ml dung dịch NH30,01N, lắc khoảng vài phút sau để yên cho phân lớp Chiết phần dung mơi CCl4 chứa phức kẽm đithizonat có màu đỏ vào bình định mức 25ml Thêm CCl4đến vạch định mức sau đo mật độ quang bước sóng 535nm, cuvet thạch anh l=1cm Từ mật độ quang đường chuẩn ta tính hàm lượng kẽm đất Kết phân tích tính theo cơng thức: m = a/b Trong đó: m: Hàm lượng kẽm đất mg/kg a: lượng kẽm thể tích phân tích (mg) b: khối lượng đất tương ứng với thể tích lâý để phân tích (g) Kết thu ghi bảng 15 Bảng 15: Hàm lượng kẽm đất trồng cam xã Đoài – Nghi Diên - Nghi Lộc Mẫu D 0,743 0,741 0,744 0,743 0,743 0,743 0,741 0,742 0,744 0,741 10 mZn Từ kết trên, dựa vào đường chuẩn, tính hàm lượng kẽm di động trung bình đất Xã Đoài 3,40 mg/kg Tiến hành tương tự với mẫu đất Nghi Trung, có hàm lượng kẽm di động trung bình 1,37 mg/kg 43 44 2.6.3: Định lượng Mangan: a: Nguyên tắc: Mangan quặng chủ yếu tồn dạng khoáng Mn 3O4, MnO2, Mn2O3, MnOOH nhờ q trình phong hố mà chuyển dạng muối Mn2+ Khi dùng H2SO4 để chiết mangan chuyển dạng Mn2+ Mn3+ sunfat tan Mn3O4 + H2SO4 = Mn2(SO4)2 + MnSO4 + H2O MnO2 + H2SO4 + FeSO4 = MnSO4 +Fe2(SO4)3 + H2O MnCO3 + H2SO4 = MnSO4 +CO2 + H2O MnOOH +H2SO4 = Mn2(SO4)3 + 4H2O Tuy nhiên, sản phẩm có MnSO4 vào dung dịch hồn tồn Để chuyển tồn Mn3+ Mn2+ ta đun nóng dung dịch thu với NH3 H2O2 Bản chất phép xác định mangan đo trắc quang dung dịch Mn 7+ có màu tím sử dụng phản ứng Mn2+ với Na2S2O8 có mặt AgNO3 làm xúc tác mơi trường H3PO4 2Mn2+ + 5S2O8 + 8H2O =2HMnO4 +10 SO42- + 14H+ Đo mật đọ quang dung dịch tính hàm lượng mangan mẫu đất b: Tiến hành : Lấy 10,00ml dung dịch cho vào cốc chịu nhiệt 50ml thêm 50,00ml dung dịch H2SO4 đặc 30,00ml H2O2 30% chưng bếp điện đến khô Lặp lại q trình oxihố HNO3 H2O2 từ 2-3 lần Sau thêm 3,00ml HNO3 chưng đến khơ, thêm vào phần khô 25,00ml H2SO410% Đun khô bếp điện đén phần khơ tan hồn tồn ,thêm vào cốc 15,00ml nước; 2,00ml H3PO4 (d=1,7); 10,00ml AgNO3 1% đun khoảng 10 phút, lọc dung dịch qua giấy lọc Thêm vào dung dịch nóng cốc khoảng 2,00g amonipesunfat, (chia làm lần) Khuấy dung dịch cẩn thận đũa thuỷ tinh, đun bêp điện khoảng 15 phút để oxihoá nhanh hồn tồn đến axit manganic, xẩy q trình phân huỷ mạnh liệt amonipesunfat có khí tạo thành Sau hết khí lấy cốc khỏi bếp để nguội 44 45 Chuyển dung dịch vào bình định mức50ml Thêm nước cất lần đến vạch định mức Lúc ta thấy dung dịch có màu tím đặc trưng, điều chứng tỏ có axit manganic tạo thành, quặng chứa mangan Tiến hành đo quang bước sóng 526nm, l=1cm, dung dịch so sánh H 2SO4 5% Từ mật độ quang đường chuẩn ta tính hàm lượng mangan mẫu đất Kết tính theo cơng thức: m=a/b Trong đó: m: hàm lượng Mn đất mg/kg a: lượng Mn thể tích lấy để phân tích tìm từ đường chuẩn (mg) b: khối lượng đất tương ứng với thể tích lấy để phân tích (g) Kết thu ghi bảng 17 Bảng 17: Hàm lượng Mn đất Xã Đoài –Nghi Liên – Nghi Lộc Mẫu D 10 0,063 0,061 0,061 0,062 0,061 0,062 0,061 0,061 0,063 0,062 mMn Từ kết tính hàm lượng di dộng mangan đất Xã Đoài là: 1,183 mg/kg Tiến hành tương tự với đất Nghi Trung ta có kết sau: 0,773mg/kg 2.6.4: Định lượng molipđen: a: Nguyên tắc : Dùng dung dịch chiết dung dịch đệm oxalat Crigg có pH= 3,3 để chiết lấy molipđen dạng dung dịch, sau dựa vào khả tạo phức Mo 5+ với ion thioxianat có màu da cam, phức chiết dung môi hữu rượu n45 46 butylic Sau 20 phút đo mật độ quang dung dịch phức, từ tính hàm lượng molipđen mẫu đất b: Tiến hành: Lấy 10,00ml dung dịch cho vào cốc 50ml, thêm vào 15,00ml dung dịch NaF 4%, thêm tiếp 3,00ml dung dịch NaNO320%, thêm nước cất đến vạch định mức khuấy dung dịch chuyển toàn vào phễu chiết 100ml Thêm vào phễu chiết 4,00ml KSCN 20%, lắc đều, cho tiếp vào phễu 4,00ml dung dịch SnCl 10 % lắc màu đỏ nâu phức sắt thioxianat hồn tồn cho vào phễu 20,00ml dung dịch rượu n-butylic lắc mạnh phễu chiết phút Để cho phân lớp rót lớp phía ngồi giữ lại 1,00ml lớp nước Phần chiết phễu lại có màu hồng nhạt nên phải rửa tiếp dung dịch chiết 20,00ml SnCl2 (18,00ml H2O+ 2,00ml SnCl210%) lắc phễu chiết Tiếp tục rót bỏ lớp H2O thu phức màu da cam nhạt, pha loãng gấp lần phức thu rượu n-butylic Thêm tiếp vào 2,00ml rượu C2H5OH để loại bỏ lẩn giọt dung dịch muối thiếc 10% khuấy Chuyển phức thu dược vào cuvet 1cm Tiến hành đo mật độ quang phức với dung dịch so sánh rượu n-butylic, với kính lọc màu xanh nước biển có bước sóng 465nm Từ mật độ quang đường chuẩn ta tính hàm lượng molipđen mẫu đất Kết phân tích tính theo cơng thức: m=a/b Trong đó: m: Hàm lượng molipđen đất (mg/kg) a: Hàm lượng molipđen thể tích lây phân tích, tìm theo đường chuẩn (mg) b: Khối lượng đát tương ứng với thể tích lây để phân tích Kết thu ghi bảng 19 Bảng 19: Hàm lưọng Mo đất xã Đoài –Nghi Diên Mẫu D 10 0,0097 0,0100 0,0102 0,0101 0,0099 0,0102 0,0099 0,0101 0,0101 0.0101 46 47 mMo Từ kết tính hàm lượng di dộng molipđen đất Xã Đoài là: 0,118 mg/kg Tiến hành tương tự với đất xã Nghi Trung thu hàm lượng molipđen là: 0,117 mg/kg 2.7: Xác định vi lượng tổng Cu, Zn, Mo, Mn nguyên tố đất phương pháp phổ phát xạ nguyên tử plasma ghép nối cảm ứng 2.7.1: Chuẩn bị mẫu: Các mẫu đát sấy khô ,nghiền mịn ,rây qua rây 1mm Các mẫu đát dán kín đựng túi nilon phân tích viện khoa học vật liệu thuộc viện khoa học công nghệ việt nam 2.7.2:Kết phân tích ghi bảng 20 bảng 21 Bảng 20: Hàm lượng nguyên tố đất xã Đoài xác đinh phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử ghép nối plasma cảm ứng Chỉ tiêu phân tích Cu Zn Mn Mo Ce Pr Hàm lượng(ppm) 10,68 31,35 1128,1 0,01 26,46 3,13 Chỉ tiêu phân tích Nd Sm Eu Gd Tb Dy Hàm lượng(ppm) 12,39 3,54 0,71 2,97 0,44 2,11 Chỉ tiêu phân tích Ho Er Tm Yb Lu La Hàm lượng(ppm) 0,36 0,97 0,11 0,78 0,10 12,34 Bảng 21: Hàm lượng nguyên tố đất Nghi Trung xác định phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử ghép nối plasma cảm ứng 47 48 Chỉ tiêu phân tích Cu Zn Mn Mo Ce Pr Hàm lượng(ppm) 3,75 9,62 546,1 0,01 13,57 2,11 tiêu phân tích Nd La Sm Eu Gd Tb hàm lượng(ppm) 5,47 6.43 1,60 0.28 1.29 0.18 tiêu phân tích Dy Ho Er Tm Yb Lu hàm lượngppm) 0.85 0.14 0.37 0.04 0.28 0.04 Bảng 22: So sánh hàm lượng cấc nguyên tố đất Xã Đoài – Nghi Diên đất Nghi Trung (mg/kg) Chỉ tiêu phân tích Đất Xã Đồi Đất Nghi Trung Cu 10,68 3,75 Zn 31,35 9,62 Mn 1128,1 546,1 Mo 0,01 0,01 Y 5,36 2,48 La 12,34 6,43 Ce 26,46 13,57 Pr 3,13 2,11 Nd 12,39 5,47 Sm 3,54 1,60 48 49 Eu 0,71 0,28 Gd 2,97 1,29 Tb 0,44 0,18 Dy 2,11 0,85 Ho 0,36 0,14 Er 0,97 0,37 Tm 0,11 0,04 Yb 0,78 0,238 Lu 0,11 0,04 Nhận xét: Từ số liệu cở bảng 22 ta thấy hàm lượng nguyên tố đất vi lượng đất Xã Đoài lớn đất Nghi Trung hàm lượng số nguyên tố lớn nhiều lần Đây nguyên nhân làm cho đất Xã Đoài phù hợp với phát triển, sinh trưởng cho chất lượng cam cao vùng khác 2.8 Thảo luận kết - Từ kết tính tốn cho thấy đất Xã Đồi có pH thấp hơn, hai vùng đất có phản ứng kiềm - Tổng lượng khống Xã Đồi 88,93%, Nghi Trung 95,71% Như vậy, tổng khoáng Nghi Trung cao - Tổng lượng mùn Xã đoài 5,51%, Nghi Trung 4,12% Như hàm lượng mùn Xã Đồi cao - Dung tích hấp phụ Xã Đoài 57,57 mg/kg, Nghi Trung 54,3 mg/kg Dung tích hấp phụ Xã Đồi cao Như vậy, đất Xã Đoài đất Nghi Trung thuộc loại đất tốt yếu tố đa lượng Tuy nhiên, pH đất Nghi Trung cao 49 50 - Hàm lượng di động Cu, Zn, Mn, Mo đất Xã Đoài tương ứng là: 0,577; 3,40; 1,183; 0,118 (mg/kg) đất Nghi Trung hàm lượng nguyên tố tương ứng là: 0,369; 1,37; 0,773; 0,117 (mg/kg) Hàm lượng di động nguyên tố Xã Đoài cao (trừ Mo) có lẽ pH đất Xã Đoài thấp gây - Tổng hàm lượng số nguyên tố vi lượng nguyên tố đất vùng theo kết phân tích phương pháp phổ phát xạ nguyên tử cho thấy hàm lượng nguyên tố Xã Đoài cao hẳn đất Nghi Trung, nhiều nguyên tố cao nhiều lần Điều nguyên nhân làm cho cam trồng Xã Đoài cho chất lượng tốt vùng khác huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An Chương 3: Kết luận Trong luận văn này, chúng tơi hồn thành nội dung sau đây: Đã xác định số tiêu đất trồng cam thơn Xã Đồi xã Nghi Diên, cho thấy: tổng lượng khoáng, pH, tổng mùn, dung tích hấp phụ đất Xã Đồi - Nghi Diên tương ứng là: 88,93%; 7,7; 5,11%; 57,57mg/kg so sánh với đất trồng ăn xã Nghi Trung, giá trị tương ứng là: 95,71%; 8,1; 4,12%; 54,302mg/kg 50 51 Đã xác định hàm lượng di dộng mangan, đồng, kẽm, molipđen đất trồng trọt vùng cho thấy: Hàm lượng di động nguyên tố đất Xã Đoài cao đất Nghi Trung Đã xác định tổng lượng số nguyên tố vi lượng nguyên tố đất vùng Kết phân tích cho thấy hàm lượng nguyên tố Xã Đoài cao hẳn đất Nghi Trung, nhiều nguyên tố cao nhiều lần Từ số liệu phân tích cho thấy: Thổ nhưỡng vùng Xã Đoài tốt vùng Nghi Trung, đặc biệt hàm lượng số nguyên tố vi lượng đất Xã Đoài cao Nghi Trung, số nguyên tố cao nhiều lần Điều nguyên nhân làm cho cam trồng Xã Đoài cho chất lượng tốt vùng khác huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An Tài Liệu Tham Khảo 1.Nguyễn Trọng Biểu,Mai Hữu Đua,Nguyễn Viết Huệ,Lê Ngọc Khánh, Trần Văn Sơn,Mai Văn Thanh(dịch)-Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học (P Koroxtelev-1975) 2.Hồng Minh Châu,Từ Vọng Nghi ,Từ Văn Mạc –Cở sở hóa học phân tích –NXBKH-KT Hà Nội 3.Dương Văn Đảm (1994)-Nguyên tố vi lượng phân vi lượng –NXBKH-KT 4.Lê Đức (1979)-Nguyên tố vi lượng trồng trọt-Tập 2-NXBKH-KT 5.Lê Văn Khoa (2000)-Phương pháp phân tích đất, nước,phân bón , trồng-NXBGD 6.Hồng Thị Hà (1996)-Dinh dưỡng khoáng thực vật –NXBQG- Hà Nội 7.Lê Xn Khoa,Lê Đức -Đất mơi trường 8.Hồng Văn Sơn (1999)-Giáo trình thổ nhưỡng học-ĐHSP VINH 9.Hồng Nhâm(1994)-Hóa học vơ -Tập 2-NXBGD Hà Nội 10.Hồng Nhâm (2000)-hóa học vô -Tập 3-NXBGD Hà Nội 11.Đặng Vũ Minh ,Nguyễn Văn Bộ,Lưu Minh Đại (1990) -Ưng dụng phân vi lượng đất nông nghiệp-Viện khoa học Việt Nam 12.Nguyễn Hoa Du-Hóa sinh vơ -ĐH VINH 13.Vũ Đăng Độ- Hóa sinh vơ -ĐHTH Hà Nội 14.Nguyễn Điểu (1997)-Hóa học nguyên tố -ĐHSP VINH 51 52 15.Hồ Viết Quý (1998)-Các phương pháp phân tích đại ứng dụng hóa học –NXBGDĐHQG Hà Nội 16.Hồng Minh Châu (1997)-Hố học phân tích định tính –NXBGD 17.Nguyễn Tinh Dung(2000)-Hóa học phân tích Phần –NXBGD 18.Nguyễn Tinh Dung (1962)-Hóa học phân tích định tính Tập 1-NXBGD 19.Trần Tứ Hiếu (2001)-Hóa học phân tích –NXBĐHQG Hà Nội 20.Phan Tống Sơn,Trần Quốc Sơn,Đặng Như Tại(1980)-Cơ Sở hóa học hữu cơ-NXBĐH- Hà Nội 21.Nguyễn Khắc Nghĩa—Bài giảng thí nghiệm phân tích định lượng-ĐH VINH 22.Nguyễn Khắc Nghĩa(1999)-Ưng dụng tốn học thống kê xử lý số liệu thực nghiệm-ĐHSPVINH 23.Ngô Thị Thủy Hà(2005)-Xác định số vi lượng đất đát trồng bưởi Phúc Trạch – Luận văn Thạc sỹ Hóa học -ĐHVINH 24.Hồng Thị Minh (2006)-Xác định hàm lượng Phốt Pho số nguyên tố vi lượng,đất kèm mỏ phơtphorít Hương Khê Hà Tĩnh –Luận văn Thạc sỹ Hóa học-ĐHVINH 25.Hồng Văn Mai cộng (2002)-Hiện trạng số ăn có múi đất Nghệ Tĩnh-Khoa sinh Trường ĐHVINH 26.Phạm Đình Thái(1969)-Kết bước đầu nghiên cứu hiệu lực phân vi lượng số trồng –NXBKH 27.Nguyễn Đình Triệu –Các phương pháp phân tích Hóa lý –NXBKHKT 28.ảnh hưởng nguyên tố vi lượng đến khả tích lũy tinh bột hạt giống lúa N8 P1trắng-Luận văn Tiến sỹ -ĐHVINH 29.A.K.PAPKO.A.T.PILIPENKO(1975) Phân tích trắc quang Tập 1- NXBGD Hà Nội 30.A.K.PAPKO.A.T.PILIPENKO(1975) Phân tích trắc quang.Tập 2-NXBGD Hà Nội 31.B.I.ZBaxIKI.I.Ivanov.X.R.Mardasev-Sinh hóa học tập 1,2-NXBKH Hà Nội 32.F.B.Straub(1974)-Hóa sinh học tập 2-NXBKHKT 33.Cotton.F.Uglaisnon.G(1984)-Hóa học vơ đại ,tập 2,3-NXBĐH-THCN Hà Nội 34.D.F.Shriver,P.ư.Atkins,C.H.Laanfind(1966)-Hóa học vơ cơ, tập 52 ... dụng cho số ăn đặc sản địa phương Nghệ An vấn đề nghi? ?n cứu nguyên tố vi lượng ỏi, đặc biệt nguyên tố đất chưa nghi? ?n cứu Vì chọn đề tài ? ?Xác định số nguyên tố vi luợng đất đất trồng cam xã Đoài- Huyện... yếu tố thổ nhưỡng Trong thổ nhưỡng yếu tố vi lượng đặc biệt ngun tố đất đóng vai trị quan trọng Vì vậy, nghi? ?n cứu ảnh hưởng cac nguyên tố vi lượng đất đất trồng cam Xã Đoài - huyện nghi Lộc- ... dục đào tạo Trường Đại học Vinh ===  === Cao Thị Thân Mến Xác định số nguyên tố vi lượng đất đất trồng cam xã đoài nghi diên - nghi lộc - nghệ an Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60.44.25 Luận văn thạc